Идентификация переноса электронов в системе ферредоксинов и ферредоксинредуктаз Mycolicibacterium smegmatis

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Cтероид-26-монооксигеназы принадлежат суперсемейству цитохромов P450 и функционируют в составе трехкомпонентных систем совместно с ферредоксинами и ферредоксинредуктазами, обеспечивающими электронный транспорт. Работа посвящена изучению P450-зависимых редокс-партнеров актинобактериального штамма Mycolicibacterium smegmatis mc2155. В клетках E. coli осуществлена сверхэкспрессия генов, кодирующих миколицибактериальные ферредоксины (FdxD и FdxE) и ферредоксинредуктазы (FdrA и FprA). Разработана схема выделения и очистки синтезируемых рекомбинантных белков методом аффинной хроматографии с получением электрофоретически гомогенных препаратов. Спектральный анализ ферредоксинредуктаз показал характерные для ФАД-содержащих белков пики поглощения. Осуществлена реакция восстановления цитохрома с с использованием рекомбинантных белков, показавшая, что FdxD, FdxE, FdrA и FprA могут выступать компонентами транспорта электронов от восстановительных эквивалентов НАД(Ф)Н.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. О. Эпиктетов

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, ФИЦ Пущинский научный центр биологических исследований РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: epiktetoff@gmail.com
Россия, Пущино, 142290

М. В. Карпов

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, ФИЦ Пущинский научный центр биологических исследований РАН

Email: epiktetoff@gmail.com
Россия, Пущино, 142290

М. В. Донова

Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, ФИЦ Пущинский научный центр биологических исследований РАН

Email: epiktetoff@gmail.com
Россия, Пущино, 142290

Список литературы

  1. Bertani G. Studies on Lysogenesis I. The mode of phage liberation by lysogenic Escherichia coli // J. Bacteriol. 1951. V. 62. P. 293–300.
  2. Donova M.V. Current Trends and Perspectives in Microbial Bioconversions of Steroids // Microbial Steroids. Methods in Molecular Biology / Eds. Barreiro C., Barredo J.L. N.Y.: Humana, 2023. V. 2704. P. 3–21.
  3. Fernandez-Cabezon L., Galan B., Garcia J.L. Engineering Mycobacterium smegmatis for testosterone production // Microb. Biotechnol. 2017. V. 10. P. 151–161.
  4. Fischer F., Raimondi D., Aliverti A., Zanetti G. Mycobacterium tuberculosis FprA, a novel bacterial NADPH-ferredoxin reductase // Eur. J. Biochem. 2002. V. 269. P. 3005–3013.
  5. Garcia J.L., Uhia I., Galan B. Catabolism and biotechnological applications of cholesterol degrading bacteria // Microb. Biotechnol. 2012. V. 5. P. 679–699.
  6. Garcia-Fernandez E., Frank D.J., Galan B., Kells P.M., Podust L.M., Garcia J.L., Ortiz de Montellano P.R. A highly conserved mycobacterial cholesterol catabolic pathway // Environ. Microbiol. 2013. V. 15. P. 2342–2359.
  7. Hannemann F., Bichet A., Ewen K.M., Bernhardt R. Cytochrome P450 systems ‒ biological variations of electron transport chains // Biochim. Biophys. Acta. 2007. V. 1770. P. 330–344.
  8. Lu Y., Qiao F., Li Y., Sang X.-H., Li C.-R., Jiang J.-D., Yang X.-Y., You X.-F. Recombinant expression and biochemical characterization of Mycobacterium tuberculosis 3Fe-4S ferredoxin Rv1786 // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2017. V. 101. P. 7201–7212.
  9. Ortega Ugalde S., de Koning C.P., Wallraven K., Bruyneel B., Vermeulen N.P., Grossmann T.N., Bitter W., Commandeur J.-N.M., Vos J.C. Linking cytochrome P450 enzymes from Mycobacterium tuberculosis to their cognate ferredoxin partners // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018. V. 102. P. 9231–9242.
  10. Snapper S.B., Melton R.E., Mustafa S., Kieser T., Jacobs W.R., Jr. Isolation and characterization of efficient plasmid transformation mutants of Mycobacterium smegmatis // Mol. Microbiol. 1990. V. 11. P. 1911–1919.
  11. Tartoff K.D., Hobbs C.A. Improved media for growing plasmid and cosmid clones // Bethesda Res. Lab. Focus. 1987. V. 9. P. 12.
  12. Tekucheva D.N., Nikolayeva V.M., Karpov M.V., Timakova T.A., Shutov A.A., Donova M.V. Bioproduction of testosterone from phytosterol by Mycolicibacterium neoaurum strains: “one-pot”, two modes // Bioresour. Bioprocess. 2022. V. 9. P. 116.
  13. Wilburn K.M., Fieweger R.A., VanderVen B.C. Cholesterol and fatty acids grease the wheels of Mycobacterium tuberculosis pathogenesis // Pathog. Dis. 2018. V. 76. Art. fty021. P. 21.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Очистка белков с использованием Ni-NTA агарозы: (а) ‒ хроматограммы очистки FdxE, FdxD, FprA и FdrA. Стрелками обозначены пики элюции. Сплошная линия — поглощение при 280 нм, пунктирная линия — концентрациия имидазола. (б) ‒Электрофореграммы белковых препаратов FprA, FdrA, FdxE и FdxD. М — маркер молекулярных масс.

Скачать (268KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Анализ структуры и активности рекомбинантных белков: 3D-модели белков FdrA (а) и FprA (б). Спектры поглощения FdrA и FprA (в): 1 — ФАД, 2 — FprA, 3 — FdrA. Скорость восстановления цитохрома с редокс-парами при 550 нм (г): 1 — FdrA-FdxD, 2 — FprA-FdxD, 3 — FprA-FdxE, 4 — FdrA-FdxE.

Скачать (254KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024